naf-st.ru naf-st.ru naf-st.ru naf-st.ru
 
Поиск по сайту
 

Строение атома. Часть вторая. Трудности


Строение атома. Часть первая. Начало К содержанию Строение атома. Часть третья. Волны
Page copy protected against web site content infringement by Copyscape

Итак, на в конце предыдущей страницы упомянулось, что Резерфорд столкнулся с двумя трудностями. Он и сам это понимал. Первая заключалась в том, что в модели Резерфорда для электрона годится любая орбита. Нет ни малейших оснований, по которым электрон мог бы предпочесть одну орбиту другой. Однако, на самом деле электрон все же выбирает себе орбиту с совершенно определенным радиусом. Почему получается именно так ни Резерфорд, ни его ученики понять не могли.

Вторая трудность оказалась еще хуже первой. Двигаясь вокруг ядра электрон должен создавать вокруг себя переменное электромагнитное поле. Происходит примерно то же самое, что мы рассматривали раньше при встрече электрона с позитроном. Энергия электромагнитного поля должна излучаться в пространство, а значит, электрон должен постепенно терять свою скорость. Если бы так было на самом деле, то все электроны давно бы упали на свои ядра.

Если в первом случае Резерфорд просто не мог объяснить явление, которое само по себе было возможно и не противоречило законам природы, то вторая трудность была намного серьезнее, т.к. электрон, двигаясь по постоянной, или, как принято говорить, по стационарной орбите, явно нарушал известные тогда законы.

В апреле 1911 года в Манчестер к Резерфорду приехал поработать датский ученый Нильс Бор. Резерфорд и Бор быстро подружились и стали вместе пытаться разгадать загадки атома. Бор пытался совместить теорию атома Резерфорда и квантового излучения Планка. Летом 1913 года Бор передал Резерфорду последнюю, третью часть своей статьи, описывающей теорию атома. Основная идея Бора заключалась в том, что электрон в атоме может занимать не любые орбиты, а только такие, на которых его, электрона, момент количества движения равен целому, кратному постоянной Планка.

Такие орбиты Бор назвал стационарными и при этом предположил, что, находясь на стационарной орбите, электрон не излучает никакой электромагнитной энергии. Nota bene: такое утверждение Бора полностью снимает первую из тех трудностей, с которыми столкнулся Резерфорд. Теперь стало ясно, почему электрон выбирает какие-то определенные орбиты.

Образование даже простейшего атома водорода из одного электрона и одного протона - это событие. Для того, чтобы произошло событие, необходимо, чтобы момент количества движение изменился на величину постоянной Планка. После того, как подобное событие произошло, следуя закону сохранения, электрон остается на стационарной орбите и сохраняет свой момент количества движения неизменным.

Но вторую трудность идея Бора не только не сняла, но даже и не облегчила. Нужно не то, чтобы доказать, а как минимум объяснить, а этого в теории Бора не было. Поскольку электрон вращается, пусть на стационарной орбите, значит, должно происходить изменение электрического поля. Изменение электрического поля порождает магнитное, тоже переменное, поле. Оно в свою очередь, порождает электрическое. Короче, все в точности так, когда из пары электрон-позитрон рождаются фотоны. Ничем особенным стационарная орбита от других орбит не отличается.

Ахтунг! Не забывайте, что речь идет о тех временах, когда была известна лишь гипотеза Планка. А все, что мы говорили о событиях и промежутках между событиями, стало известно значительно позже. Давайте вспомним, что говорил Планк: "Электромагнитная энергия может поглощаться или излучаться не непрерывно, а порциями, и каждая такая порция, или квант, должна обладать моментом количества движения, равным постоянной Планка". Т.е., Планк говорил именно об излучении или поглощении энергии. А получалось наоборот. Именно на стационарной орбите, т.е., на такой орбите, где момент количества движения электрона в точности равен постоянной Планка, электрон как раз не поглощает и не излучает. Да и вообще, в атоме, каким его представляли Бор и Резерфорд, нет никаких порций электромагнитной энергии. Есть тяжелый твердый шарик - ядро и легкий твердый шарик - электрон. Электрон вращается вокруг ядра, как Земля вокруг Солнца, ну или как Луна вокруг Земли. И при этом выбирает почему-то только определенные орбиты.

Осенью 1921 года Бора пригласили в немецкий город Геттинген на "Фестиваль Бора", на котором он должен был прочитать цикл лекций. Из Берлина послушать Бора приехали два студента - Вернер Гейзенберг и Вольфганг Паули. После одной из лекций 19-ти летний Гейзенберг заявил, что в результатах Бора кроется ошибка и даже доказал ему это. Бор пригласил обоих студентов в Копенгаген для продолжения работы. Паули приехал в том же году, а Гейзенберг позже - в 1924 году. Ну а в 1926 году в Копенгаген приехал Эрвин Шредингер, уже успевший прославиться своими работами по теории строения атома. В общем, в окружении молодежи Бор снова стал искать ответы на свои "почему".

Page copy protected against web site content infringement by Copyscape
Строение атома. Часть первая. Начало К содержанию Строение атома. Часть третья. Волны
Новости:




 

copyright © 2003-2017 naf-st.ru, info@naf-st.ru
При полном, либо частичном цитировании материалов сайта naf-st.ru ссылка (для интернет изданий гиперссылка) обязательна!!! Будьте взаимовежливы!

Хостинг «Джино»
Карта сайта
Поиск по сайту
Помощь
Новости
Обратная связь
Карта сайта
Поиск по сайту
Помощь
Новости
Обратная связь